CN111584927A - 一种改善锂离子电池电液渗润性的方法 - Google Patents

一种改善锂离子电池电液渗润性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。本发明通过改善负极材料粒径大小，原始的负极材料的粒径孔径较大，越接近于球形，便于电解液浸润，渗透速率较快，通过向锂离子电池电液中添加电解液浸润剂，在锂离子电池电解液中添加浸润剂后能够降低液体的表面张力，便于锂离子电池电解液对极片的浸润，提高锂离子电池电解液的渗透速率，通过改善注液工艺，在真空条件下注液，利于电芯内气体的排出，多次注入电解液，提高隔膜和锂离子电池电解液接触的几率，锂离子电池电芯注入电解液后，通过延长电解液在真空下静置的时间，便于电解液充分浸润极片，提高渗透速率。

Description

一种改善锂离子电池电液渗润性的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种改善锂离子电池电液渗润性的方法。
背景技术
锂离子电池具有电压高、无记忆效应、高容量和大功率等优点，是目前比较理想的化学电源，广泛应用于各种便携式电子产品。锂离子电池电解液在锂离子电池正、负极之间起到传导电子的作用，其一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。
清洁能源和新型汽车的应用均离不开中大型储能电池和动力电池。在众多储能电池和动力电池中，锂离子二次电池由于具有较高的能量密度和较长的使用寿命，已经逐渐取代传统的镍氢/镍镉二次电池，其在新能源汽车、风电储能和太阳能储能等新兴领域拥有巨大发展前景。
在锂离子电池的充放电过程中，没有被电解液润湿的负极材料是不会参与锂离子电池的充放电过程的，而锂离子电解液电池电液渗润率低，会导致锂离子电池的比容量降低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
作为本发明的一种优选技术方案，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
作为本发明的一种优选技术方案，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
作为本发明的一种优选技术方案，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在30-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行3-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-50％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改善负极材料粒径大小，负极材料粒径大小直接影响负极片的孔隙结构，原始的负极材料的粒径孔径较大，越接近于球形，便于电解液浸润，渗透速率较快，通过向锂离子电池电液中添加电解液浸润剂，浸润剂的实质是表面活性剂，具有高表面活性、高耐热稳定性、低可燃性和高化学稳定性等优点，在锂离子电池电解液中添加浸润剂后能够降低液体的表面张力，便于锂离子电池电解液对极片的浸润，提高锂离子电池电解液的渗透速率，通过改善注液工艺，在真空条件下注液，利于锂离子电池电芯内气体的排出，减少气体对电解液注入的阻力，便于电解液对极片的浸润，提高渗透速率，多次注入锂离子电池电解液，提高隔膜和锂离子电池电解液接触的几率，扩大接触面积，便于缩短浸润时间，提高渗透速率，锂离子电池电芯注入电解液后，通过延长锂离子电池电解液在真空下静置的时间，便于电解液充分浸润极片，提高渗透速率。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在30-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行3-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-50％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
实施例2
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为30-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为75-100Pa，温度为50-75℃，烘干时间为45-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在30-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行3-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-50％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
实施例3
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在30-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行3-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-50％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
实施例4
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在45-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行4-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-25％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
实施例5
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在45-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行4-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-25％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置4-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔1-1.5h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
实施例6
一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
本实施例中，优选的，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中。
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上。
S3.将粒径为30-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为75-100Pa，温度为50-75℃，烘干时间为45-60min。
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
本实施例中，优选的，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
本实施例中，优选的，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
本实施例中，优选的，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100份有机溶液为电解液。
S2.向电解液中加入1份的浸润剂。
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
本实施例中，优选的，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
本实施例中，优选的，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在45-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行4-5次注液。
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-25％的电解液。
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置4-5h。
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔1-1.5h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
本实施例中，优选的，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
本发明通过改善负极材料粒径大小，负极材料粒径大小直接影响负极片的孔隙结构，原始的负极材料的粒径孔径较大，越接近于球形，便于电解液浸润，渗透速率较快，通过向锂离子电池电液中添加电解液浸润剂，浸润剂的实质是表面活性剂，具有高表面活性、高耐热稳定性、低可燃性和高化学稳定性等优点，在锂离子电池电解液中添加浸润剂后能够降低液体的表面张力，便于锂离子电池电解液对极片的浸润，提高锂离子电池电解液的渗透速率，通过改善注液工艺，在真空条件下注液，利于锂离子电池电芯内气体的排出，减少气体对电解液注入的阻力，便于电解液对极片的浸润，提高渗透速率，多次注入锂离子电池电解液，提高隔膜和锂离子电池电解液接触的几率，扩大接触面积，便于缩短浸润时间，提高渗透速率，锂离子电池电芯注入电解液后，通过延长锂离子电池电解液在真空下静置的时间，便于电解液充分浸润极片，提高渗透速率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，包括改善负极材料粒径大小、添加电解液浸润剂、改善注液工艺。
2.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述改善负极材料粒径大小，包括以下操作步骤：
S1.将去离子水加入到容器中；
S2.然后向容器中依次加入增稠剂、导电剂、粘接剂进行搅拌制成导电剂浆料，将导电剂浆料涂在导电基体上；
S3.将粒径为10-50μm的球形石墨颗粒碳材料涂覆在导电基体的表面，然后将导电基体放入到气体中进行烘干，气压为50-100Pa，温度为25-75℃，烘干时间为30-60min；
S4.烘干后，制成锂离子电池负极材料。
3.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述石墨颗粒碳材料为人造石墨、天然石墨、混合石墨中的一种。
4.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述气体为惰性气体、氮气或二氧化碳中的一种。
5.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述添加电解液浸润剂，包括以下操作步骤：
S1.取100-150份有机溶液为电解液；
S2.向电解液中加入1-10份的浸润剂；
S3.将电解液和浸润剂搅拌均匀，使电解液和浸润剂充分混合。
6.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述浸润剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯中的一种或多种。
7.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，包括改善注液工艺，包括以下步骤：
S1.在真空状态下，在30-60℃的真空箱内，对锂离子电池电芯进行3-5次注液；
S2.每次向锂离子电池电芯内注入20-50％的电解液；
S3.每次锂离子电池电芯注液完成后，静置2-5h；
S4.锂离子电池电芯在静置过程中，每隔0.5-2h对锂离子电池电芯进行上下翻转几次。
8.一种改善锂离子电池电液渗润性的方法，其特征在于，所述锂离子电池电芯在静置过程中需使用贴胶纸封闭注液口。
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